【摘 要】
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一端固定在壁面的三维弹性水翼在水动力的作用下结构会发生变形,而变形又会影响到流场的分布。采用了基于紧耦合的算法,结合了流体计算动力学(CFD)与结构动力学(CSD),模拟了水洞中不同工况下NACA66水翼的流固耦合运动。流场求解器和耦合求解器的有效性以及相应网格的收敛性通过与实验测量数据的比较得到了验证。耦合计算的结果显示,流体载荷会使水翼发生弯曲变形和扭转变形。其中由于扭转变形而产生的附加攻角又
【机 构】
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上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院工程力学系,上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
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一端固定在壁面的三维弹性水翼在水动力的作用下结构会发生变形,而变形又会影响到流场的分布。采用了基于紧耦合的算法,结合了流体计算动力学(CFD)与结构动力学(CSD),模拟了水洞中不同工况下NACA66水翼的流固耦合运动。流场求解器和耦合求解器的有效性以及相应网格的收敛性通过与实验测量数据的比较得到了验证。耦合计算的结果显示,流体载荷会使水翼发生弯曲变形和扭转变形。其中由于扭转变形而产生的附加攻角又会增加作用在水翼上的升力,并且初始攻角越大升力的增幅越明显。在无空化的情况下,水翼在自由端的弯曲变形随着Re和初始攻角α的增加而增加,而在相同Re下端部的扭转角度与初始攻角的比值是几乎不变的。对不同Re及攻角α下水翼的扭转变形和弯曲变形作无量纲处理,得到了较好的归一化特性。当水翼吸力面发生云雾空化时,结构受空泡周期性脱落的影响振动幅度明显的加剧,水翼的运动与表面升力的脉动具有几乎一致的相位。同时在升力脉动的频率谱中会发现结构固有频率的影响。
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